Устройства однофазного

В силу универсальности цифровой формы представления информации цифровые электронные вычислительные машины представляют собой наиболее универсальный тип устройства обработки информации. Именно эти машины, EI дальнейшем называемые сокращенно ЭВМ, составляют предмет изучения в настоящей книге.

Положительный опыт разработки и применения малых ЭВМ оказал влияние на направление развития интегральной электроники. При переходе от схем с малой и средней степенями интеграции к интегральным микросхемам с большой и сверхбольшой степенями интеграции (БИС и СБИС) возникает проблема их применимости. Интегральную микросхему с большой степенью интеграции (БИС), содержащую тысячи логических элементов, не говоря о СБИС с ее десятками тысяч и более элементов, если это не схема памяти, трудно сделать пригодной для широкого круга потребителей. Первоначально считалось, что на основе автоматизированного проектирования будут выпускаться заказные БИС и СБИС, изготовляемые по индивидуальным требованиям заказчиков. Однако в дальнейшем оказался возможным и другой путь — создание на одной или нескольких БИС или СБИС функционально законченного (8—16 разрядов и более) устройства обработки информации. Это устройство (микросхему или несколько образующих его микросхем) называют микропроцессором, так как оно по своим логическим функциям и структуре напоминает упрощенный вариант процессора обычных ЭВМ. Микропроцессоры (МП) по быстродействию и возможностям системы команд приближаются к процессорам малых ЭВМ. Однако из-за ограниченного числа выводов корпуса МП (обычно 42) трудно реализовать интерфейс МП с внешним оборудованием с высокой пропускной способностью. В табл. 1.1 приведены характеристики некоторых микропроцессоров.

о знаках и особых значениях операндов, их отдельных разрядов, особых значениях промежуточных и конечных результатов операции (например, равенство нулю результата операции и др.). Процесс функционирования во времени устройства обработки цифровой информации состоит из последовательности тактовых интервалов, в которых операционный блок производит определенные элементарные операции преобразования слов. .Операционный блок выполняет некоторый набор элементарных преобразований информации, например таких, как передача слова из одного в другой, взятие обратного кода, сдвиг и др. Выполнение этих элементарных операций инициируется поступлением в операционный блок соответствующих управляющих сигналов из некоторого множества сигналов

и СБИС), содержащих на одном кристалле (в одном корпусе) несколько десятков тысяч, а в последних разработках сотни тысяч элементарных транзисторов. На основе таких схем в последние годы удалось создать микропроцессоры — функционально законченные, управляемые хранимой в памяти программой (большей частью малоразрядные) устройства обработки цифровой информации, выполненные в виде одной или нескольких БИС или СБИС.

Вычислительная техника в своем развитии по пути повышения быстродействия ЭВМ приблизилась к физическим пределам. Время переключения электронных схем% достигло долей наносекунды, а скорость распространения сигналов в линиях, связывающих элементы и узлы машины, ограничена значением 30 см/не (скорость света). Поэтому дальнейшее уменьшение времени переключения электронных схем не позволит существенно повысить производительность ЭВМ. В этих условиях требования .практики (сложные физико-технические расчеты, автоматизированное проектирование сложных объектов, многомерные экономико-математические модели и другие задачи) по дальнейшему повышению быстродействия ЭВМ могут быть удовлетворены только путем распространения принципа параллелизма на сами устройства обработки информации и создания многомашинных и многопроцессорных (мультипроцессорных) вычислительных систем. Такие системы позволяют производить * распараллеливание во времени выполнения программы или параллельное выполнение нескольких программ. '

19. Каринский С. С. Устройства обработки сигналов на ультразвуковых поверхностных волнах. М., Советское радио, 1975, 175 с.

37. Каринский С. G. Устройства обработки сигналов на ультразвуковых по-•верхностных волнах. М., 1975.

В настоящее время технология первичных изделий стала настолько совершенной, что позволяет объединять полупроводниковые приборы микроскопической величины в отдельные законченные функциональные устройства в микросхемотехническом исполнении (усилители, генераторы, преобразователи различного назначения, устройства обработки информации, сложные логические устройства). В сочетании с миниатюрными устройствами СВЧ на базе пленочной технологии современные аппараты, содержащие тысячи и десятки тысяч активных элементов, позволяют реализовать очень компактные и надежные системы. Дальнейший прогресс в этой области связан с совершенствованием технологии.

Дискретные сигналы поступают на вход устройства обработки информации с некоторыми интервалами времени. При поступлении сигналов энтропия значений координаты L уменьшается. В периоды пауз энтропия значений координаты L под влиянием внешних случайных возмущений увеличивается.

При реализации оптимальных схем обнаружения возникают трудности, обусловленные несовершенством конструкции устройства обработки. Поэтому реальная схема согласованного фильтра является квазиоптимальной, а потери в отношении сигнал/помеха определяются коэффициентом р [9].

Благодаря универсальности и широким функциональным возможностям ПЗС находят применение для построения цифровых, оптоэлектронных и аналоговых устройств. Характеристики таких устройств часто превосходят характеристики имеющихся аналогов. В частности, использование ПЗС в устройствах формирователей сигналов позволило исключить высоковольтные вакуумные системы, а применение их для выполнения функций памяти обеспечило промышленное получение полупроводниковых запоминающих устройств сверхбольшой информативной емкости, которая уже сейчас превышает 16 К бит на одну подложку. Несмотря на технологические трудности изготовления ПЗС, связанные с проколом оксида и закорачиванием затворов соседних элементов, на этих приборах уже разработаны и действуют телевизионные передающие камеры с полным телевизионным разрешением, запоминающие устройства емкостью до 2 М бит, устройства обработки аналоговых сигналов, фотоэлектрические преобразователи и др.

Схема устройства однофазного индукционного счетчика показана на 12.17.

Принцип действия трансформатора. Схема устройства однофазного двухобмоточного трансформатора и его электрическая схема показаны на 7.1, а, б. На схеме представлены только основные части: ферромагнитный сердечник (магнитопровод), две обмотки на сердечнике. Одну обмотку включают в сеть с переменным напряжением. Эту обмотку и относящиеся к ней величины — число витков N\, напряжение и\ и ток Л — называют первичными.

А. Ивдукцмшый счетчик. Схема устройства однофазного индукционного счетчика, включенного в цепь для измерения активной энергии приемника с сопротивлением нагрузки ZH, показана на 12.16.

Схема устройства однофазного индукционного счетчика показана на 12.17.

93. Схема устройства однофазного трансформатора

87. Схема устройства однофазного счетчика индукционной системы.

Приборы индукционной системы. В измерительных механизмах приборов этой системы вращающий момент создается с помощью двух переменных магнитных потоков, взаимодействующих с вихревыми токами в подвижной части прибо'ра, индуктированными этими же магнитными потоками. Индукционные приборы могут служить в' качестве амперметров, но в настоящее время изготавливаются только индукционные счетчики электрической энергии для цепей однофазного и трехфазного тока. На 9-12 дана схема устройства однофазного индукционного счетчика. Алюминиевый диск 3, укрепленный на вращающейся оси 10, находится между полюсами двух электромагнитов / и 7. Обмотка электромагнита 1 включена последовательно с нагрузкой ZH, а электромагнита 7 — параллельно нагрузке. Токи ix и г'2 создают переменные магнитные потоки Фх и Ф2, пронизывающие диск 3 и индуктирующие в нем вихревые токи. Можно показать, что в результате взаимодействия • вихревых токов с магнитными потоками Фг и Фр2 возникает вращающий момент:

Индукционная система. Принцип действия идукци-онных приборов поясним на упрощенной схеме устройства однофазного счетчика переменного тока ( 8.7, а, б, в).

Индукционная система. Принцип работы индукционных приборов поясним на упрощенной схеме устройства однофазного счетчика переменного тока ( 11.7).

В случае пофазного управления выключателями (при напряжениях ПО кВ и выше) могут применяться устройства однофазного АПВ.